1、準(zhǔn)備材料

開發(fā)板（正點(diǎn)原子stm32f407探索者開發(fā)板V2.4）

STM32CubeMX軟件（Version 6.10.0）

keil μVision5 IDE（MDK-Arm）

ST-LINK/V2驅(qū)動

野火DAP仿真器

XCOM V2.6串口助手

2、實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)

使用STM32CubeMX軟件配置STM32F407開發(fā)板的DAC OUT1實(shí)現(xiàn)輸出0-3.3V任意模擬電壓，然后用ADC1_IN5單通道采集DAC輸出的電壓，并利用USART1輸出信息用于驗(yàn)證

3、實(shí)驗(yàn)流程

3.0、前提知識

STM32F407有一個DAC，該DAC擁有兩個輸出通道OUT1/2，每個通道均可以輸出0~VREF+范圍內(nèi)電壓、噪聲波或三角波型

DAC集成了兩個輸出緩沖器，可用來降低輸出阻抗并在不增加外部運(yùn)算放大器的情況下直接驅(qū)動外部負(fù)載，該參數(shù)可以在STM32CubeMX中DAC參數(shù)配置頁面配置，一般選擇Enable

DAC輸出的觸發(fā)源一共有8個觸發(fā)源，可以通過設(shè)置DAC控制寄存器DAC_CR的TSEL[2:0]位來決定觸發(fā)源，其中外部引腳觸發(fā)源在STM32CubeMX中需要勾選Mode中的External Trigger才可以選擇，具體如下表所示 （注釋1）

DAC的數(shù)字轉(zhuǎn)模擬主要是利用片上的12位電壓輸出數(shù)模轉(zhuǎn)換器來實(shí)現(xiàn)的，而這個12位電壓輸出數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸入數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)輸出寄存器DORx中的內(nèi)容，但是用戶不能直接將數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)輸出寄存器DORx中，而是需要將數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)保持寄存器DHRx中，然后等待觸發(fā)源到來/一個時鐘周期后，數(shù)據(jù)將自動從DHRx中轉(zhuǎn)移到DORx中

由于DHRx寄存器位32位寄存器，而我們寫入的數(shù)據(jù)為8/12位的，因此存在數(shù)據(jù)對齊的問題，采用不同的對齊方式需要將數(shù)據(jù)寫入對應(yīng)對齊方式的數(shù)據(jù)保存寄存器中，如下圖所示為DAC單/雙通道模式下的數(shù)據(jù)對齊模式，每種模式對應(yīng)1/2個寄存器（注釋1）

舉個例子：

本實(shí)驗(yàn)采取DAC1單通道模式12位右對齊，因此筆者需要將數(shù)據(jù)寫入 DAC_DHR12R1 寄存器中，而該寄存器的偏址從手冊上可以看到為0x80

我們寫入DAC寄存器數(shù)據(jù)時使用的函數(shù)為HAL_DAC_SetValue(&hdac,DAC_CHANNEL_1,DAC_ALIGN_12B_R,DacValue)，其中DAC_ALIGN_12B_R值為0，因此最后將DacValue值寫入了地址為DAC基址+0x00000008UL偏址的 DAC_DHR12R1 寄存器，上述描述如下圖所示

DAC輸出引腳輸出的電壓值由DACoutput = VREF+ * DOR / 4095公式計(jì)算，通常 VREF+直接與VDDA短接，因此DAC通道輸出的電壓范圍為0-3.3V，如下圖所示為DAC通道框圖 （注釋1）

3.1、CubeMX相關(guān)配置

3.1.0、工程基本配置

打開STM32CubeMX軟件，單擊ACCESS TO MCU SELECTOR選擇開發(fā)板MCU（選擇你使用開發(fā)板的主控MCU型號），選中MCU型號后單擊頁面右上角Start Project開始工程，具體如下圖所示

開始工程之后在配置主頁面System Core/RCC中配置HSE/LSE晶振，在System Core/SYS中配置Debug模式，具體如下圖所示

詳細(xì)工程建立內(nèi)容讀者可以閱讀“STM32CubeMX教程1 工程建立”

3.1.1、時鐘樹配置

系統(tǒng)時鐘使用8MHz外部高速時鐘HSE，HCLK、PCLK1和PCLK2均設(shè)置為STM32F407能達(dá)到的最高時鐘頻率，具體如下圖所示

3.1.2、外設(shè)參數(shù)配置

本實(shí)驗(yàn)需要需要初始化開發(fā)板上KEY2和KEY0用戶按鍵，具體配置步驟請閱讀“STM32CubeMX教程3 GPIO輸入 - 按鍵響應(yīng)”

本實(shí)驗(yàn)需要需要初始化USART1作為輸出信息渠道，具體配置步驟請閱讀“STM32CubeMX教程9 USART/UART 異步通信”

本實(shí)驗(yàn)需要配置TIM3 100ms更新事件作為ADC1_IN5通道采集觸發(fā)源的ADC采集，因此需要初始化TIM3和ADC1_IN5，具體配置步驟請閱讀“STM32CubeMX教程13 ADC - 單通道轉(zhuǎn)換”，如下圖所示為配置簡圖

接下來配置DAC OUT1，在Pinout ＆ Configuration頁面左邊功能分類欄目Analog中單擊其中DAC，在Mode中勾選OUT1 Configuration

在DAC Out1 Settings中使能 Output Buffer ， Trigger 選擇默認(rèn)None，這里不需要觸發(fā)源，也就是說當(dāng)DAC啟動后DAC就會一直輸出下去而不是在每次一觸發(fā)源來到的時候才輸出，具體配置如下圖所示

3.1.3、外設(shè)中斷配置

DAC只有兩個關(guān)于DMA的下溢事件的中斷源，本實(shí)驗(yàn)尚不設(shè)計(jì)DMA，因此這里無需開啟DAC的任何中斷

但是DAC的輸出電壓需要由ADC1_IN5來采集，因此這里勾選ADC的全局中斷，并設(shè)置合適的中斷優(yōu)先級，具體配置如下圖所示

3.2、生成代碼

3.2.0、配置Project Manager頁面

單擊進(jìn)入Project Manager頁面，在左邊Project分欄中修改工程名稱、工程目錄和工具鏈，然后在Code Generator中勾選“Gnerate peripheral initialization as a pair of 'c/h' files per peripheral”，最后單擊頁面右上角GENERATE CODE生成工程，具體如下圖所示

詳細(xì)Project Manager配置內(nèi)容讀者可以閱讀“STM32CubeMX教程1 工程建立”實(shí)驗(yàn)3.4.3小節(jié)

3.2.1、外設(shè)初始化調(diào)用流程

在生成的工程代碼主函數(shù)中增加了MX_DAC_Init()函數(shù)，該函數(shù)對啟用的DAC觸發(fā)方式、輸出緩存進(jìn)行了配置

然后調(diào)用HAL_DAC_Init()函數(shù)對DAC進(jìn)行了初始化，并調(diào)用了HAL_DAC_MspInit()函數(shù)

在HAL_DAC_MspInit()函數(shù)中對DAC OUT1的輸出引腳PA4做了引腳復(fù)用配置，并且使能了DAC的時鐘，如果配置了中斷，在該函數(shù)中還會出現(xiàn)中斷優(yōu)先級及中斷使能相關(guān)代碼

上述DAC初始化調(diào)用流程如下圖所示

3.2.2、外設(shè)中斷調(diào)用流程

本實(shí)驗(yàn)只開啟了ADC的全局中斷，ADC全局中斷調(diào)用流程請閱讀“STM32CubeMX教程13 ADC - 單通道轉(zhuǎn)換”4.2.2小節(jié)

3.2.3、添加其他必要代碼

在adc.c中重新實(shí)現(xiàn)ADC采集完畢中斷回調(diào)函數(shù)HAL_ADC_ConvCpltCallback()，與”STM32CubeMX教程13 ADC - 單通道轉(zhuǎn)換”實(shí)驗(yàn)內(nèi)容一致，目的就是獲取ADC1_IN5通道采集值并通過USART1輸出，具體代碼如下所示

void HAL_ADC_ConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef *hadc)
{
    if(hadc->Instance == ADC1)
    {
        uint32_t val=HAL_ADC_GetValue(&hadc1);
        uint32_t Volt=(3300*val)>>12;
        printf("val:%d, Volt:%d\r\n",val,Volt);
    }
}

在主函數(shù)中啟動DAC輸出，并設(shè)置默認(rèn)的DAC輸出值，然后啟動定時器和ADC采集，并在主循環(huán)中實(shí)現(xiàn)按下按鍵KEY2將DAC輸出值增加500，按下按鍵KEY0將DAC輸出值減少500，具體代碼如下圖所示

源代碼如下所示

/*主循環(huán)外代碼*/
printf("Reset\r\n");
HAL_DAC_Start(&hdac,DAC_CHANNEL_1);
uint32_t DacValue=1000;
HAL_DAC_SetValue(&hdac,DAC_CHANNEL_1,DAC_ALIGN_12B_R,DacValue);
HAL_ADC_Start_IT(&hadc1);
HAL_TIM_Base_Start(&htim3);


/*主循環(huán)中代碼*/
/*按鍵KEY2被按下*/
if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY2_GPIO_Port,KEY2_Pin) == GPIO_PIN_RESET)
{
    HAL_Delay(50);
    if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY2_GPIO_Port,KEY2_Pin) == GPIO_PIN_RESET)
    {
        printf("---now DacValue is: %d---\r\n", DacValue);
        DacValue += 500;
        if(DacValue>4095) DacValue=4095;
        HAL_DAC_SetValue(&hdac,DAC_CHANNEL_1,DAC_ALIGN_12B_R,DacValue);
        while(!HAL_GPIO_ReadPin(KEY2_GPIO_Port,KEY2_Pin));
    }
}


/*按鍵KEY0被按下*/
if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY0_GPIO_Port,KEY0_Pin) == GPIO_PIN_RESET)
{
    HAL_Delay(50);
    if(HAL_GPIO_ReadPin(KEY0_GPIO_Port,KEY0_Pin) == GPIO_PIN_RESET)
    {
        printf("---now DacValue is: %d---\r\n", DacValue);
        DacValue -= 500;
        HAL_DAC_SetValue(&hdac,DAC_CHANNEL_1,DAC_ALIGN_12B_R,DacValue);
        while(!HAL_GPIO_ReadPin(KEY0_GPIO_Port,KEY0_Pin));
    }
}

值得提醒的是本實(shí)驗(yàn)使用DAC1_IN5（PA5）采集DAC OUT1（PA4）輸出值，需要使用跳線帽/杜邦線將PA5和PA4兩個引腳短接

4、常用函數(shù)

/*DAC軟件啟動輸出函數(shù)*/
HAL_StatusTypeDef HAL_DAC_Start(DAC_HandleTypeDef *hdac, uint32_t Channel)

/*DAC軟件停止輸出函數(shù)*/
HAL_StatusTypeDef HAL_DAC_Stop(DAC_HandleTypeDef *hdac, uint32_t Channel)

/*DAC輸出值設(shè)置*/
HAL_StatusTypeDef HAL_DAC_SetValue(DAC_HandleTypeDef *hdac, uint32_t Channel, uint32_t Alignment, uint32_t Data)

5、燒錄驗(yàn)證

燒錄程序，開發(fā)板上電后打開串口助手，可以看到間隔100ms輸出一次采集到的DAC OU1輸出值，默認(rèn)輸出值為1000，按下KEY2按鍵后輸出值增加500，按下KEY0按鍵后輸出值減少500，可以從串口輸出信息看到采集到的值和我們預(yù)想的效果一致，如下圖所示為整個過程串口輸出信息

6、注釋詳解

注釋1：圖片來源STM32F4xx 中文參考手冊

更多內(nèi)容請瀏覽 STM32CubeMX+STM32F4系列教程文章匯總貼

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的STM32CubeMX教程16 DAC - 输出3.3V内任意电压的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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